遇见院士①|陈和生:主导建设散裂中子源 致力解决源头创新问题
编者按: 2020年11月2日-4日,2020年粤港澳大湾区院士峰会将会在大湾区综合性国家科学中心先行启动区(东莞松山湖科学城)举办。院士对于东莞的经济发展与转型升级发挥巨大作用。即日起,东莞日报推出“遇见院士”系列报道,通过实地采访院士所在的机构、企业、团队,向读者“揭秘”院士在东莞如何创新创业,敬请期待。
10月10日,中国散裂中子源(CSNS)顺利完成暑期检修和机器研究,以及多台用户谱仪的关键设备的安装,按计划开始新一轮打靶供束运行。
今年以来,中国散裂中子源各项工作能有序运转,并接连取得突破性成绩,这背后少不了陈和生的功劳。陈和生既是中国科学院院士,同时也是中国散裂中子源工程总指挥。
在陈和生的带领下,2月28日中国散裂中子源工程打靶束流功率达到100kW的设计指标,比原计划提前一年半时间达到设计指标;从2018年8月通过国家验收并向用户开放运行以来,中国散裂中子源通过服务全球1500多位用户,已经完成超过200项原创性课题研究。
▲陈和生院士接受记者采访
结缘东莞,奋力建设
追溯中国散裂中子源建设历史,早在2000年,国家科教领导小组审议并原则通过中国科学院提交的《我国高能物理和先进加速器发展目标》,确定了中国高能物理和先进加速器的发展战略,提出建设散裂中子源、同步辐射光源等大型多学科交叉研究平台。
10月13日,陈和生见到记者,回忆起当年结缘东莞的故事:“改革开放以来,广东经济发展走在全国前列,但科研发展仍有较大发展空间。发展科学研究与推动产业升级并不冲突,在广东省的大力支持下,我们来到广东进行实地考察,发现东莞大朗镇地质结构稳定,交通条件便利,有后续发展空间,因此选址在此建设散裂中子源。”
2011年10月20日,中国散裂中子源开工奠基。然而是首次在国内建设,一路上也是磕磕碰碰。因为装置规划建设在地下13米-18米深处,建设期间遇到第一个雨季,陈和生印象深刻,当时地下隧道因为渗水,积水有10厘米深。
“原因是施工单位混凝土的配比出差错。我们连夜商讨解决办法,最后决定在隧道外层再挖一层隧道,二者之间用抽水机不断地抽水,再用补修材料加固,这才解决问题。然而土建工程延误了一年多,我们决心向国家承诺的完工日期不变,采取了一系列有力措施,克服重重困难,赶回了工期。”陈和生印象深刻。
建设初期,由于经费有限,中国散裂中子源地下隧道并没有规划建设电梯。钱要花在刀刃上,因此经费主要投入到设备购置中,科研人员往返地面地下13米-18米深的隧道,全靠楼梯、全凭脚力。
2018年3月25日,中国散裂中子源正式通过中国科学院组织的工艺鉴定和验收,成为中国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源,填补了国内脉冲中子应用领域的空白。
经过两年的调试和运行,当前中国散裂中子源各项工作开展趋于稳定。今年虽遇疫情,但为确保实验进度,陈和生表示,散裂中子源采取用户邮寄样品的方式开展实验,并接连取得突破性成绩。
2月3日,中国散裂中子源开始加速器调束。按计划于2月28日束流打靶功率达到100kW,并实现稳定运行,比原计划提前一年半时间达到设计指标。
5月8日,中国散裂中子源用户香港大学机械工程系黄明欣教授团队实验成果在《Science》发表,这也是中国散裂中子源首个在《Science》上发表的用户实验成果。8月13日,中科院高能所东莞分部成功研制我国首台自主研发加速器硼中子俘获治疗(以下简称“BNCT”)实验装置,将为我国肿瘤治疗带来技术性革新……
陈和生表示,BNCT是放射与药物结合的二次、靶向、细胞级精准放疗,利用中子与肿瘤内的硼元素发生核反应所产生的重离子来摧毁癌细胞的一种放射性疗法。这也是基于中国散裂中子源相关技术催生的首个产业化项目。
记者了解到,在成功研制这台BNCT实验装置的基础上,中国科学院高能物理研究所与东莞市人民医院合作开展了第二台BNCT临床设备的设计和研制,有望很快进入临床试验,并依规逐步开展临床治疗,未来还将试治肝癌、肺癌、胰腺癌等脏器肿瘤。预计四年后,BNCT实验装置将会进行临床使用。
建言献策,源头创新
“能取得今日的成绩,还得感谢广东省和东莞市政府,松山湖管委会的大力支持!”陈和生说。
初到东莞,与散裂中子源其他科研人员一样,无论是办公还是生活,陈和生很多时候都在大朗镇附近的出租屋里进行。然而这些年来,松山湖发生了翻天覆地的变化,道路建设、设施完善、配套齐全、企业入驻、平台共建……
特别是在科学城建设上,2020年1月,松山湖中子科学城正式更名为松山湖科学城,其面积也由原来的53.3平方公里优化调整至90.52平方公里,由原规划的“两核一轴多区”升级为“一轴一区两心三组团”的宏大格局。松山湖正经历由“园”变“城”的发展阶段。
“当时我们选址,就跟地方党委政府说明,我们这个项目,不会直接带来GDP,但我们有信心将这里打造成为全新的科研创新中心。”陈和生说。
2020年7月,国家发改委、科技部批复同意光明科学城—松山湖科学城片区为大湾区综合性国家科学中心先行启动区的主体,定位为重大设施平台等创新资源集中承载区。9月,东莞市委全会审议通过了《关于加快推进大湾区综合性国家科学中心先行启动区(松山湖科学城)建设的若干意见》,意味着东莞将进一步举全市之力,为大湾区综合性国家科学中心先行启动区(松山湖科学城)建设按下“快进键”。
谈及松山湖科学城建设,陈和生表示:粤港澳大湾区综合性国家科学中心先行启动区包括东莞松山湖科学城与深圳光明科学城。先行区两个科学城的建设应当统一规划,优势互补,吸引更多高端人才,为打造综合性国家科学中心“添砖加瓦”。
陈和生高度肯定东莞在人才引进方面的各项举措。每年东莞都组织“人才周”活动,面向海内外人才提供来莞交流学习的机会,高端的人才的到来,可以为东莞建设建言献策。同时,来莞人才也能受到重视,在落户、住房、子女入学等方面,都能得到有效的保障。这也为科研人员解决“后顾之忧”,提供一个良好的工作环境。
“我们也在积极争取,将中国散裂中子源二期建设纳入国家十四五大科学装置规划中,希望能在现有的基础上,不断提高设备功率,提高测量精度,加快实验进度,解决源头创新问题,更好地服务实验用户,为国家发展做出更多贡献。”陈和生说。
全媒体记者 张帅/文
广东院士联合会供图
全媒体编辑 宁新春